Fullstendig oversikt
Transcription
Fullstendig oversikt
Modell for dataoverføring Trådløs kommunikasjon x=[a:step:b] matrise fra verdier a til b tilordne alle elementer i kollonne i A(:,i) A(rad:kol) tilordning alle elementer i rad/linje i A(i,:) matrise transponering av matrise x x´ formatet til matrisen size(A) = [x,y] lengden til matrisen length(A) plot(t,y,´r´) gir lengste dimensjon tegner y(t) med rød farge semilogx(t,y,´r´) tegnefunksjoner logaritmiske akser logaritmisk semilogy(t,y,´r´) loglog Innledning til trådløs kommunikasjon stem() Introduksjon til Matlab Databehandling tegner stoplepdiagram filtrerer signalet x i et digitalt filter. Tellepolynom b, nevnerpolynom a filter(b,a,x) s - betyr analogt signal butterworth filter [Teller,Nevner] = butter(Orden,Grensefrekvens,´s´) eks: [b,a]=butter(3,1,`s`) frekvensrespons freqs steprespons eeks. H=freqs(b,a,Ω) Ω-2πf step(b,a) filter/respons impulse(b,a) impulsrespons beregner N verdier av unit impulsresponsen til et digitalt filter. tellerpolynom b, nevner- a h=impz(b,a,N) folding conv(x,h) folding av x og h y=fft(x) x- vektor diskret Fourier transform invers diskret Fouriertransform krysskorrelasjon av b og a en beskrivelse av variasjonen av en fysisk størrelse som funksjon av tiden t x=ifft(y) xcorr(b,a) spenning, strøm, elektromagnetisk felt etc. Signal f.eks. beskriver forholdet mellom utgang og inngang for et lineært og tidsvariant system H(s)-lineært og tidsinvariant system impulsrespons i systemet Transferfunksjon H(s) h(t) kan være filter, forsterker etc. y(t) og x(t) er input/ioutput Laplace transferfunksjon H(t)=y(t)/x(t) f.eks lavpassfilter --> Butterworth definerer hvordan filteret skal filtrere b - tellerpolynom nevnerpolynom Stepfunksjon et systems svar på et påtrykk av en stepfunksjon Steprespons unit impuls/Dirac delta brukes for å teste en kanal, filter etc. Analog et systems svar på et påtrykk av Dirac delta analoge filtre Impulsrespons til filteret: (2, 1, 0.5) impulsrespons Standardsignaler Eksempler X(n-1) må vente på å gå gjennom filteret Impulsrespons: (1, 0, 2) forholdet mellom utsignal og innsignal interaksjonen som skjer med innsignalet i filter Matematisk uttrykk for utgangssignalet Folding eksempel t - analoge signaler n - digitale signaler garantert nøyaktighet bestemt av et gitt antall bit perfekt reproduksjon ingen variasjon pga komponenttoleranser Kan kopieres et uendelig antall ganger fordeler Stor fleksibilitet uten endringer i kvalitet kan omprogrammere mulighet for adaptivt filter ingen endringer i egenskaper pga. temperatur eller alder på utstyr kan være kostbart og tidskrevende å programmere/konstruere Anvendelser reduksjon i antall bit kan gi redusert kvalitet ulemper overføring fra analogt til digitalt signal introduserer støy analoge systemer kan operere ved langt høyere frekvenser telekommunikasjon bildebehandling anvendelser instrumenering og styring uten bærebølge overføring av umodulerte signal biomedisinske anvendelser 1. tidsrespons en av de mest brukte funksjonene 2. frekvensrespons digitalt basisbånd kan beskrives med 4 størrelser 3. støymargin grunnleggende funksjon i digital filtrering i praksis summerer vi fra k=0 til k=M-1 (se eks) Innledning Inter Symbol Interferens Huffmann-koding målet for kildekoding er som regel å få mest mulig kompresjon typer koding som er mye brukt aritmetisk koding sekvensen er kausal i praksis er sekvensen gjeldene kun for verdier n=0,2,3... overføring må foregå på ledninger, tvunnet parkabel, koaksialkabel eller liknende alle verdier som er x(n)<0 gir 0 som verdi trødlås overføring må modulere basisbåndsignalet folding av to kausale sekvenser hvert enkelt sampel brukes som en analog verdi folding(convolution) Pulse Amplitude Modulation (PAM) mest brukte metoden kan opptre motsatt M=N1+N2-1 M= 5+3-1=7 bredden på datapulsen angir verdi av et sample eller h(n)<0 x[n] og h[n] med lengde N1 og N2 hvor M=N1+N2-1 blokkskjema for sender bredere puls - dess større positiv amplitude på signalet gjelder for n≥0 M-1=6 Pulse Width Modulation (PWM) eksamensrelevant dess tidligere pulsen kommer i forhold til referansen/starten på en periode jo høyere amplitude y(0)=0*3+1*0+0..=0 løsning 1 Analoge data kan overføres på mange formater posisjon i forhold til start av en puls bestemmer signalets amplitude x(-1) gir x(n) pga at den er kausal n=1: y(1)=h(1)*x(1-0)+...+h(2)*x(1-2) =0*2+1*3+2*0+0 Pulse position Modulation h[n]={0,1,2,3,4} x[n]={3,2,1} eksempel y(1)=3 x(n-k) er en flippet versjon av x(k) osv. løsning 2 kode hvert samplebit med et antall bit holder h konstant og flipper x. flytter deretter x bortover Pulse Code Modulation (PCM) lager kodesone som ulike samples ligger inni løsning 3 ren digital kode øker signalet kodes "1", minker det kodes "0" sjekker mellom to forskjellige signaler deteksjon av signal i støy differansen mellom foregående bit og aktuell bit er det som angis angir om signalet øker eller minker fra forrige sample tabell med indekser fra 0 til M-1 et mål for likhet eller felles egenskaper mellom to signaler Delta PCM anvendelse Kildekoding radar måling av tidsforsinkelser krysskorrelasjon (CCF) blir som oftest færre bit enn ren PCM kode kan også gjøre det motsatt. bytte h og x mønstergjenkjenning osv. delta modulasjon klarer ikke å følge stigningen til signalet korrelasjon slope overload noise justere hvor stor endring pcm-kodingen skal være ligning for diskret signaler løses ved å gjøre kodingen adaptiv to problemer ved sampling digitale overføringsformater granular noise et mål for likhet eller felles egenskaper mellom et signal ved forskjellige tidspunkter konstant signal bytter mellom 0 og 1 når signalet ikke endrer seg Autokorrelasjon hvordan er signalet etter en hvis tid? sjekker om signalet gjentar seg Differential PCM sammenlikner med samme signal bruker algoritme(matematisk formel) for å beregne et anslag av neste sample på grunnlag av de foregående samplene DPCM en av de viktigste funksjonene med DSP Forskjellen mellom anslått verdi og virkelig verdi blir kodet med et visst antall bit Adaptiv Differential PCM for å kunne komme så nær den virkelige verdien som mulig alle filtere er folding Har mulighet for å korrigere algoritmen ADPCM Finite Impulse Response (FIR) filter viktig klasse av digitale filter hensikten er å bruke så få bit som mulig på hvert sample målet er som regel å få til mest mulig kompresjon data beskrives med så få bit som mulig kan gi Forward Error Correction (FEC) ved å erstatte alle sampelverdier med middelverdien av det aktuelle sampelet og de fire foregående samplene glatter ut data digital filtrering målet er at overføringen skal gi færrest mulig feil samme som folding -likningen, der h er 5 enere (eller likt antall samplinger som blir brukt) y[n]=∑h[k]*x[n-k] k=0-->k=M-1 h=1/5*{1,1,1,1,1} ikke rekursivt filter kanalkoding prøver å fjerne småskala-variasjoner for å finne normalsignalet finner middelverdi adderer en del redundans-bit ikke tilbakekobling fra output data kodet på en måte som passer for kanalen signalbehandling ønskes i mange tilfeller uten DC komponent/ verdi bruker verdi fra output i tillegg til ny samplingverdi eksamensrelevant 1. signalet ønskes uten DC-verdi fem samplingsverdier som blir brukt. 2. ønsker kodingsalgortime som opptar så liten båndbredde som mulig rekursivt filter Digital (DSP) utledes fra formelen for ikke-rekursivt filter y[n]=y[n-1]+1/5(x[n]-x[n-5] fem faktorer som spiller inn 3. signalet bør ha høyest mulig støymargin s - antall samplinger som brukes ISI bør være lavest mulig 4. robust mot inter symbol interferens brukes for å overføre et signal mellom tids- og frekvensdomenet 5. mulighet for å få laget klokkesignal ved hjelp av datasignalet et signal kan beskrives i både tids- og frekvensdomenet såkalt komplementær informasjon diskrete frekvensspektrum tidsrespons signalet trenger ikke å være periodisk eller ha en matematisk beskrivelse frekvensrespons viktige data støymargin kan benyttes på alle målte signaler på digital form Inter Symbol Interference (ISI) krav til samplingsfrekvens følger Nyquistteoremet går til lav spenning ved 0, høy ved 1 Non Return to Zero - level positiv spenning gir "1", negativ spenning gir "0" en til en binær kode fs ≥ 2*fmax k=0,1,...N-1 NRZ -L DFT av sekvensen x[n] eksempel: 1 1 0 1 1 0 0 0 0 bytter mellom lav og høy spenning bytter kun verdi ved 1 Non Return to Zero - Invert basisbånd sender ved 0 holdes signalet lik det det allerede er tyngre beregningsmessig enn DFT fordi X[k] er komplekse Invers DFT signalet inverterteres/bytter ved "0" n=0,1,...,N-1 NRZ bytter fortegn på imaginær bit NRZ-S X[N-k] = X*[k] (kompleks konjugert) eksempel: 1 1 0 1 1 0 0 0 0 siste element er kompleks konjugert av første element osv. X[k] inneholder N koeffisienter, men vi har alltid NRZ - I N/2 komplekse koeffisienter inneholder samme informasjon som N sampelverdier Linjekoding annet ord for NRZ-I bytter ved "1" NRZ- M eksempel: 1 1 0 1 1 0 0 0 0 T er totalt samplingstidsrom Diskret Fourier Transformasjon (DFT) Frekvensavstand/oppløsning mellom hver komponent i DFT Fs er samplingsfrekvensen resten går signalet til 0-verdi Frekvens=0 til (Fs-Fs/N) bruker halv båndbreddetid til å angi høy(1) eller lav(0) verdi N=32, Fs=32kHz eksempel Polar RZ Fd = 32kHz/32 = 1kHz basisbåndoverføring Datasettet en har valgt betraktes som en eller flere perioder av et vilkårlig signal gir endring uansett om det er 0 eller 1 okkuperer mer båndbredde enn NRZ pga. flere brukte nivåer Symmetri pga. den komplekskonjugerte metoder for overgang mellom tid og frekvens Alternate Mark Invesion diskrete transformasjoner bytter hver gang det kommer 0 Bipolar AMI 0 nivå hver gang det er 0er skifter verdi (høy/lav) når det kommer 0. ingen endring ved 1er Normalisert energi i et signal er gitt av to uttrykk Psedoternary er det motsatte egenskaper Parsevals teorem hvilken vei flanken går angir om vi har 0 eller 1 y=Y= energi eksempel: 1 1 0 1 1 0 0 0 0 effekten i signalet finnes ved å dividere med N i begge uttrykkene Manchester koding energi i tidsdomenet er lik energien i frekvensdomenet Bytter tegn i forhold til vanlig kode differensiell Manchester _|¯ = "0" ¯|_ = "1" beregner antall komplekse multiplikasjoner og komplekse addisjoner effektiv beregningsmetode for DFT Fast Fourier Transform (FFT) Forutsetning at antall elementer er et partall brukes for å forme data slik at båndbredden blir minst mulig og signal/støyforhold størst mulig legger til 0 hvis det ikke er det diskret frekvensspektrum med harmoniske komponenter mest brukte pulsforming filter enhver periodisk kurve kan representeres ved en uendelig sum av sinus/cosinus-ledd pluss et konstantledd gir mindre Inter symbol interferens Fourierrekker n= ±1±2±3±..., men ikke 0 fordel kan skrives mer kompakt ved å benytte komplekse eksponetial-funksjoner har en tidsrespons v(t) som går gjennom null ved t=n*T en puls som oppfyller Nyquist kriteriet ulempe ved t=0 gir rød kurve ingen bidrag til svart kurve Pulsforming Raised cosinus filter parameter som forteller om formen på frekvensresponsen negative frekvenser (tosidig frekvensspektrum) kontinuerlig frekvensspektrum Brukes for analoge signaler gir ingen inter symbol interferens enklere beregninger, mer kompakt skrivemåte både periodiske og ikke-periodiske fra tids- til frekvensdomenet Fouriertransformasjon filter alfa -rolloff faktor fra frekvens- til tidsdomenet større utslag i tidsdomenet gir lavere båndbredde i frekvensdomenet og motsatt Wavelets (JPEG2000) R - datarate Laplace-transformasjon kapasitet ved pulsformende filter z-transformasjon basisfunksjoner: sinus, cosinus etc. en vilkårlig funksjon kan beskrives ved hjelp av en summasjon av basisfunksjoner minimumsbåndbredde er nå Signalbehandling kanal med Additiv White Gaussian Noise eks fourierrekker bruker sinus/cosinus AWGN kanal typer modulasjon Fase, Amplitude, Frekvens kan være kombinasjon modulasjon AWGN modell endrer et signal som skal overføres oppstår når fs≤fmax undersampling Binary symmetric channel kanaler alle signaler med frekvens bestemt av likningen Aliasing overlapping av signal er aliasing illustrerer sansynligheten for at 0 blir lest av som 1 og motsatt BSC fjerne komponenter over 2*fs Aliasingfilter løsning øke samplingsfrekvensen beregningstiden vil øke p - sannsynlighet for feilavlesning DFT gir bare helt korrekt resultat når inngangsdata inneholder energi kun på frekvenser bestemt av f=Fs/N signalet foldes for å fjerne mest mulig av støy Lavpassfilter for å forme signalet slik at samplingen gir et mest mulig korrekt resultat kommer av folding med rektangulært vindu med lengde T Filter gir sinc() formet rippel i spekteret rektangulært vindu gir lik vekting av alle komponenter skjer vanligvis når signalet har sin maksimale amplitude ofte midt i hver bittid og foregå på et optimalt tidspunkt istedenfor dirac delta ved 2,5kHz må være synkornisert for å bestemme korrekt tidspunkt for sampling energien fordeler seg rundt nabofrekvenser eye-diagram Sampling f=[0:2kHz:4kHz] Hvor mange samples som samles inn for hvert symbol Spektralanalyse basisbånd mottaker antall samples for å gi best mulig representasjon av signalet signal: 1cos(2*π*2,5kHz) Leakage sampler flere ganger per bit gjennomsnitt av samples gir riktigere resultat støy kan gi både positiv og negativt utslag årsak ikke helt antall perioder innenfor et rektangulært vindu oppløsning passer ikke med signalfrekvensen alternativ til sampling for å begrense leakage krets som kan sammenlikne to forskjellige kurveformer for å finne likhet eller forskjell når vi ikke har mulig å endre samplingsfrekvens ulike typer få mest mulig av frekvensen rundt den frekvensen vi ønsker korrelator multiplisering av datasett med vindusfunksjon ulik rektangelformet vindusfunksjoner vekter komponentene forskjellig sidelobene rundt ønsket frekvens forsøkes å reduseres nullinnsetting gjøres ETTER multiplikasjon med vindusfunksjon mer hardware, men bedre til å detektere "samplingsfeil" en vindusfunksjon "ødelegger" et signal der oppløsningen stemmer Angir hvor stor sannsynlighet det er for at et bit blir lest av feil av mottaker Sampling gir diskrete frekvenser med avstand Picket fence Ferdig funksjon i MATLAB fd=1/T = Fs/N Ingen informasjon om frekvenskomponenter blir vekslet mellom verdiene For M-ary signalering og bipolar basisbånd får bedre oppløsning Symbolfeilsannsynlighet nullinnsetting For unipolar signalering antall sampler økes interpolasjon - estimering av fortsettelse av et signal interpolerer nye koeffisienter mellom de gamle Bit Error Rate (BER) Ps = BER forskjellige typer frekvensrespons Alt utstyr har en frekvensavhegig amplitudekarakteristikk tillating av rippel kan gi enklere filter Antall bit pr. Symbol — log2(M) kan gi større helning på frekvensresponsen må beskrives med statistiske metoder kjennetegnes ved at bitmønsteret for to nabosignal bare har en bit i forskjell i koden støy er random Gray-koding kvalitet kan begrenses av støy, forvrengning og andre ufullkommenheter Alle reelle kanaler har diverse feil og mangel mesteparten skyldes fysiske forhold forvrengning kan skyldes ufullkommenheter i hardware og defekter i kanalen formelen angir BER hvis symbolfeil begrenses til nabosymbolet fører til lineær forvrengning correlativ coding Hvis bidraget fra en puls er lik null utenfor symboltiden kalles modulasjonen "full response" fordi all informasjon for et symbol ligger innenfor en symboltid full response amplituderesponsen varierer med frekvensen. Faseresponsen er ikke lineær Partial response signallering hvordan amplituden til et signal ser ut, varierer med hvilken frekvens det er Hvis pulsens utstrekning er lengre enn symboltiden partial response Båndbredde viktig begrep Motsatte av basisbånd fmin - fmax der f-min/fmax er 3dB lavere enn høyeste amplitude 3dB båndbredde Definisjon enten amplitude, frekvens og/eller fasemodulert modulert signal lager ingen nye frekvenskomponenter forandrer forholdet mellom frekvenskomponenter som allerede finnes hvis et signal skal overføres trådløst må det være modulert endrer forsterkningen ved ulike frekvenser tidsforsinkelse Lineær forvrengning variasjon på A(t) gir amplitudemodulasjon (AM) hvis basisbåndsignalet er analogt kan modulert signal ha form variasjon på Ω(t) gir frekvensmodulasjon (FM) signalets vinkel endres i takt med informasjonen som skal overføres forskjellige frekvenskomponenter gir forskjellige faser eksempel fasegang kan variere på tre størrelser variasjon på theta(t) i takt med informasjonssignalet gir fasemodulasjon (PM) ulik faserespons/fasegang gir forskjellig tidsforsinkelse for frekvenskomponentene Husk å gjøre om til radianer i både teller og nevner Gruppetidsforsinkelse I(t) = A(t)*cos(theta*t) fortegnet sløyfes ofte, slik at vi har positive tidsforsinkelser Q(t)= A(t)*sin(theta*t) Es - midlere energi for ett symbol som overføres gir forvrengning med digital modulasjon I(t) og Q(t) normalisert kan ved hjelp av formelen for cosinus til en sum av to vinkler utvikles til gir konstant tidsforsinkelse og gruppetidsforsinkelse ideelt med lineær fasegang Egenskaper/ generelt båndpass signalet hvis basisbåndsignalet er på digital form før modulasjon I(t) - "In phase" basisbånd forsterkerelement er f.eks. transistor, IC, etc. Q(t) - Quadrature basisbånd gir ulineær sammenheng mellom inn- og utsignal s(t) - basisbånd representasjon generelt trengs to lavpass signal for å beskrive et basisbånd signal skyldes at forsterkeren går i metning, eller at forsterkerelementet har en ulineær karakteristikk A(t) og theta(t) er generert av lavpass signalet(basisbåndsignalet) de to størrelsene danner amplitude og fasebeskrivelse av et digitalt modulert båndpassignal forsterker i metning vanligvis båndbredde mye mindre enn signalets senterfrekvens blandingsprodukter pga. blanding, intermodulasjon eller kryssmodulasjon Forvrengning kan være høyere harmoniske eller blandingsprodukter gir alltid nye frekvenskomponenter i utsignalet gir alltid høyere harmoniske frekvenskomponenter modulasjonsindeks utsving i frekvensen fra bærebølgens frekvens forsterkere ved høyere effekter er det største problemet ∆F - frekvensdeviasjon http://teknologistudent.com/wp/wp-content/ uploads/2014/04/Ingts400-1.pdf Linker (direkte link til tankekart, modulasjon) Modulasjonstyper "compression point" mål på hvor stort signal som kan påtrykkes inngangen og det fortsatt er linær sammenheng mellom inn- og utsignal AM - Amplitude VCO - Vector Controlled Oscillator bruker en VCO eller fasemodulator for å lage et FM signal matematisk uttrykt øyeblikkelig frekvens = bærebølge + konstant*signalet for et gitt tidspunkt påtrykkes = sendes mot oppgis oftest som nivået på utgangen som gir utsignal 1dB lavere enn forsterkningen skulle tilsi Generelt lik form der frekvensen i et gitt øyeblikk er lik/proporsjonal med informasjonssignalet kan være annet valgfritt tall sammentrykkingspunkt Båndpass signal info.frekvens = øyeblikkelig frekvens U1 er den grunnharmoniske eller ønskede komponenten av signalet Total Harmonic Distortion (THD) matematisk beskrivelse for vinkelmodulert signal ulineær forvrengning/harmonisk forvrengning U2 den andreharmoniske komponenten osv. vinkelmodulasjon vinkelmodulasjon er nesten ufølsom for variasjoner i amplitude som skyldes støy og spesielt ufølsom for impulsstøy Modulasjon angir forholdet mellom effekten for ønskede og uønskede komponenter i signalet på utgangen mål på forvrenging brukes for å beregne komponentene i frekvensspekteret Bessel-funksjoner gir nye frekvenskomponenter kan føre til havari i moderne kommunikasjonssystemer skyldes at kretsene våre er ulineære Øyeblikkelig frekvens for et fasemodulert signal Cn - amplitude Uinn - innsignalet n=3 --> ^3 = 3. ordens intermodulasjons produkt Utsignalet finnes ved ^n - order I FM er det vinkelen som overfører informasjonen 3.ordens er farligst - kommer nærmest opprinnelig signal kan forårsake interferens intermodulasjon faselåst sløyfe PLL som igjen må likerettes og filtreres som et AM signal kommer først når forsterkeren går i metning Analogt, FM FM - Frekvens detektorkoblinger d=(orden - 1) * (intersept ref inngang innsignal) avstand mellom ønsket signal og 3.ordens produkter kobling som gjør om frekvensvariasjon til amplitudevariasjon d= n*IPI d: Avstand=2*(3IPI- påtrykket signal) Deteksjon En "Hilbert transformer" er et filter med frekvensresponsen som i likningen se eksempel 3.1 i skrivebok intermodulasjonsprodukt Seriekobling FM detektor kan simuleres ved hjelp av Hilbert transformasjonen eller rent imaginære Resulterende IP3 produkt Matematisk resultatet er komplekse verdier En sterk sender overdøver en svakere mottaker i nærheten Kryssmodulasjon en nær slektning er krysstale brukes to forskjellige formler endring av bærebølgefrekvens avhengig av bevegelse fra/mot sender teoretisk uendelig spekter gir noe større båndbredde v= hastighet i forhold til antennen f = signalets frekvens theta=vinkel melllom retning mellom sender og mottaker c= lyshastigheten doplerskift, ∂f Carsons regel Båndbredde for vinkelmodulerte signal velge modulasjonsmetode metode som er minst følsom for interferens frekvensdeviasjon maksimalt ∆f=75kHz bruk av optisk fiber metoder for reduksjon av interferens fm,max =15kHz gir båndbredde lik: 180kHz og 210kHz med formlene kan redusere krysstale direktive antenner mono FM kringkasting skjerming kan redusere ghosting pga. multipath signalet går flere veier til mottaker skjerming av utstyr stereo FM har fm,max=53kHz k= Bolzmanns konstant T=absolutt temperatur Bn=støybåndbredde støyeffekt Støyegenskaper for modulerte analoge signal termisk støy Informasjonsteori og koding Multiuser digital modulasjon multipath: refleksjon inn til mottaker kanalkvalitet støyspenning over en motstand kan uttrykkes ved en støytemperatur for en forsterker støy som genereres inn i en mottaker ønsker minst mulig støyfaktor S/N mest mulig lik på inngang og utgang frekvensfeil G = effektforsterking i dempeleddet Tn = dempeleddets temperatur Tg = 290K = standard støytemperatur støyfaktor for et dempeledd interferens og støy Friis formel sammensatt system sammensatt støyfaktor støy krets gitt med ekvivalentskjema støyfaktor, F Støyfaktor for forsterker Uttykt ved støytemperatur for en forsterker gitt støytemperatur, Ta Tg=290K virkelig støyfaktor signal/støyforhold for antenne hvit støy skyldes tilfeldig flytting av ladninger der fading er frekvensavhengig parallelle datakanaler hver kanal har liten båndbredde kan tåle tap av data/notcher for en del kanaler redusere multipath forvrengning kanaler og kanalmodeller gjenkjenbar frekvens sendes ofte for å beregne ekko fra omgivelser spredt spektrum direktiv antenne flervei kommunikasjon kan ødelegge en forbindelse, men også styrke den optimal løsning er ofte ikke mulig manglende teknologi eller datakraft binært med en kabel binært med mange kabler flere tegn som settes sammen til betydning mulige metoder n bit i hvert symbol multilevel med en kabel trenger M=2^n signalnivå for M-ary signalering n=log2(M) M=antall nivåer signalering bestemmer hvor raskt informasjon kan overføres multilevel med mange kabler bestemmes av to grunnleggende faktorer 1. hvor raskt skifte av symboltilstand kan foretas bestemmes av kanalens båndbredde datarate Støynivå og forvrengning er viktige data i denne sammenhengen 2. Evne til å skille mellom forskjellige tilstander flere nivåer M vil gi større rom for å kunne måle feil multilevel signallering mulighet for høyere datarate over lavere båndbredde økt hyppighet av feil mindre avstand mellom signalpunktene M-ary signalering ulemper mer komplisert mottaker større krav til linearitet eller redusert forvrengning i hardware bruker gjerne opptil 1024 symboltilstander eller høyere kanalkapasitet for basisbånd overføring via kabel, uten modulasjon grunnleggende former for datakommunikasjon passbånd signal (kanalkapasitet) brukes ved modulert signal Ts - symboltiden Bmin = R minimum båndbredde Med sinc formede pulser i tidsplan, binære signal og basisbåndoverføring B = R/2 [Hz] minste båndbredden man kan bruke i et system overføring med støy Beregning av kanalkapasitet Shannon/Hartley teoremet løst med hensyn på Eb/N0 må ha minimum Eb/N0 =-1,6dB for å få kommunikasjon hvor effektivt vi bruker båndbredden båndbreddeeffektivitet C/B Rb - bitrate bitrate Rs - symbolrate M - antall nivåer Overgang S/N til Eb/N0 med minimum båndbredde for binært basisbånd er C/B=2 kapasitet/båndbredde se notater i skrivebok for uttregning binært system: M=2